煤的主要特性

§2-2煤的主要特性

一、發(fā)熱量發(fā)熱量：?jiǎn)挝涣康娜剂贤耆紵龝r(shí)所放出的熱量，又稱(chēng)為熱值，單位：kJ/kg或kJ/Nm3。煤的發(fā)熱量：1kg煤完全燃燒時(shí)所放出的熱量，單位kJ/kg煤的發(fā)熱量常用三種規(guī)定值表示。1．彈筒發(fā)熱量Qb：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的試樣在充有過(guò)量氧氣的氧彈內(nèi)燃燒，其燃燒產(chǎn)物組成為氧氣、氮?dú)狻⒍趸?、硝酸和硫酸、液態(tài)水以及固態(tài)灰時(shí)放出的熱量稱(chēng)為彈筒發(fā)熱量。圖2-2氧彈式熱量計(jì)1－外筒；2－內(nèi)筒；3－外筒攪拌器；4－絕緣支柱；5－氧彈；6－蓋子；7－內(nèi)筒攪拌器；8－溫度計(jì)；9－電動(dòng)機(jī)；10－貝克曼溫度計(jì)；11－放大鏡；12－震動(dòng)器；13－計(jì)時(shí)指示燈；圖2-3氧彈1－進(jìn)氣管；2－彈筒；3－蓋圈；4－彈簧環(huán)；5－進(jìn)氣閥；6－螺帽；7－電極柱；8－圓孔；9－針形閥；10－彈頭；11－金屬墊圈；12－橡膠墊圈；13－金屬導(dǎo)桿；14－防火罩；15－燃燒皿

氧彈熱量計(jì)的工作原理：

將裝好煤樣（1±0.1g）并充氧至規(guī)定壓力的氧彈（2.8~3.0MPa）放入內(nèi)筒子系統(tǒng)開(kāi)始進(jìn)行水循環(huán)，穩(wěn)定水溫，然后向內(nèi)筒子注水，達(dá)到預(yù)定水量后，開(kāi)始攪拌，使內(nèi)筒水溫均衡至室溫(相差不超過(guò)1.5℃)，此時(shí)感溫控頭測(cè)定水溫并記錄到計(jì)算機(jī)中。當(dāng)內(nèi)筒子水溫基本穩(wěn)定后，控制系統(tǒng)指示點(diǎn)火電路導(dǎo)通，點(diǎn)火后，樣品在氧氣的助燃下迅速燃燒，產(chǎn)生的熱量通過(guò)氧彈傳遞給內(nèi)筒，引起內(nèi)筒水溫上升。當(dāng)氧彈內(nèi)所有的熱量釋放出以后溫度開(kāi)始下降，計(jì)算機(jī)檢測(cè)到內(nèi)筒水溫下降信號(hào)后判定該產(chǎn)供銷(xiāo)試驗(yàn)結(jié)束，系統(tǒng)停止攪拌并放出內(nèi)筒水。計(jì)算機(jī)對(duì)采集到的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)果處理。

2．高位發(fā)熱量Qgr。煤在氧彈內(nèi)燃燒產(chǎn)生的熱量減去硫和氮生成酸的校正值后所得的熱量。3．低位發(fā)熱量Qnet。高位發(fā)熱量減去煤樣中水蒸氣凝結(jié)成水的汽化潛熱。氧彈發(fā)熱量大于高位發(fā)熱量，因?yàn)榱蛩?、硝酸的形成都要放出熱量。高位發(fā)熱量：1kg煤完全燃燒、煙氣中的水分凝結(jié)成水時(shí)所放出的熱量，單位是kJ/kg。低位發(fā)熱量：1kg煤完全燃燒、煙氣中的水分未凝結(jié)成水時(shí)所放出的熱量，單位是kJ/kg。二、各種發(fā)熱量之間的換算由彈筒發(fā)熱量換算成高位發(fā)熱量的公式，即（2-15）式中Qad,gr－空干基煤樣的高位發(fā)熱量，kJ/kg；

Qad,b－空干基煤樣的彈筒發(fā)熱量，kJ/kg；

Sad,b－由彈筒洗液測(cè)得的含硫量，%；

－硝酸生成熱的比例系數(shù)。由高位發(fā)熱量換算為低位發(fā)熱量公式，（2-16）不同基準(zhǔn)的高位發(fā)熱量通過(guò)基準(zhǔn)換算系數(shù)進(jìn)行換算。如：由空氣干燥基高位發(fā)熱量Qad,gr換算為收到基高位發(fā)熱量Qar,gr的公式為

（2-17）不同基準(zhǔn)的低位發(fā)熱量之間不能直接換算。三、標(biāo)準(zhǔn)煤和折算成分1.標(biāo)準(zhǔn)煤：標(biāo)準(zhǔn)煤為收到基低位發(fā)熱量為29270kJ/kg的煤。標(biāo)準(zhǔn)煤消耗量：kg/h或t/h

2.折算成分：規(guī)定把相對(duì)于每4182kJ/kg（即1000kcal/kg）收到基低位發(fā)熱量的煤所含的收到基水分、灰分和硫分，分別稱(chēng)為折算水分、折算灰分和折算硫分。四、灰的熔融性1．煤灰的熔融性及其三個(gè)特征溫度的測(cè)定取粒度小于0.2mm的空氣干燥煤樣，按GB212－91規(guī)定將其完全灰化，然后研細(xì)至0.1mm以下，制成正三角錐體，錐體高度為20mm，底面的邊長(zhǎng)為7mm，錐體的一側(cè)面垂直于底面，置于溫度可調(diào)節(jié)并充有適量還原性氣體的電爐中逐漸加熱，根據(jù)灰錐的狀態(tài)變化記錄以下幾個(gè)溫度數(shù)值，如圖2-4所示：變形溫度DT：錐體尖端或棱開(kāi)始變圓或彎曲時(shí)的溫度；軟化溫度ST：灰錐彎曲至錐尖觸及托板或灰錐變成球狀時(shí)的溫度；流動(dòng)溫度FT：灰錐熔化展開(kāi)成高度在1.5mm以下的薄層時(shí)的溫度。通常用軟化溫度ST來(lái)反映灰的熔融特性，ST一般在1100～1600℃之間。當(dāng)ST＞1350℃時(shí)，爐內(nèi)結(jié)焦的可能性不大。為防止?fàn)t膛出口受熱面上結(jié)焦，必須使?fàn)t膛出口煙氣溫度θ″l＜ST-（50～100）℃。

溫度間隔對(duì)鍋爐的工作有很大的影響。若溫度間隔很大，固相和液相共存的溫度區(qū)間就很寬，煤灰的粘性隨溫度變化很慢，這樣的灰渣稱(chēng)為長(zhǎng)渣，長(zhǎng)渣在冷卻時(shí)可以長(zhǎng)時(shí)間保持一定的粘性，所以在爐內(nèi)就容易結(jié)焦；反之，如果溫度間隔很小，那么灰渣的粘性隨溫度變化劇烈，這樣的灰渣稱(chēng)為短渣，短渣在冷卻時(shí)其粘性降低的很快，很短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)凝結(jié)為固態(tài)，在爐內(nèi)就不容易產(chǎn)生結(jié)焦。一般將DT與ST之差在200～400℃的煤稱(chēng)為長(zhǎng)渣煤，而溫差在100～200℃的煤稱(chēng)為短渣煤。2．影響灰熔融特性的因素影響灰熔融特性的因素很多，主要與灰的化學(xué)成分及其含量有關(guān)；其次還與灰分所處的周?chē)橘|(zhì)和煙氣中灰的濃度有關(guān)。（1）成分因素?；曳值幕瘜W(xué)組成復(fù)雜，各組成成分的熔點(diǎn)不同，其熔點(diǎn)低高對(duì)灰的熔融特性的就有影響。一般地，灰中難熔成分的含量越高，灰的熔點(diǎn)就越高，如CaO，MgO，SiO2，Al2O3的熔點(diǎn)FT一般在1600～2500℃之間。當(dāng)灰中易熔成分的含量越高時(shí)，灰的軟化溫度就越低，堿性氧化物的熔點(diǎn)一般比較低，其含量越高、灰分的熔點(diǎn)也越低，如FeO，Na2O，K2O的熔點(diǎn)FT一般在800～1400℃之間。（2）介質(zhì)因素。實(shí)踐證明，當(dāng)灰所處周?chē)母邷亟橘|(zhì)性質(zhì)改變時(shí)，將使灰熔融性發(fā)生變化。若灰處在還原性介質(zhì)中（如CO，H2），它的軟化溫度將降低。這是由于還原性氣體將使灰中高熔點(diǎn)的Fe2O3被還原成低熔點(diǎn)的FeO所致。所以即便是同一種灰，在還原性介質(zhì)中所測(cè)得的灰熔融性的特性溫度就要比在氧化性介質(zhì)中測(cè)得的低100～300℃。（3）濃度因素。當(dāng)灰分的成分和所處環(huán)境一樣，但煙氣的含灰量（即飛灰濃度）不同時(shí)